哈佛科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人類大腦進(jìn)化的隱藏催化過程:食物發(fā)酵技術(shù)

2024-04-09 16:03


大而能干的人類大腦是進(jìn)化的奇跡,但它是如何從較小的靈長類大腦進(jìn)化成今天這個富有創(chuàng)造力的復(fù)雜器官的卻是一個謎??茖W(xué)家可以確定我們的進(jìn)化祖先是何時進(jìn)化出更大的大腦的,當(dāng)人類祖先從被稱為澳式人猿的兩足靈長類動物進(jìn)化而來時,大腦的體積大約增大了三倍。

但是,為什么會發(fā)生這樣的變化,是什么促使了這種變化的發(fā)生卻一直讓人難以捉摸。有人認(rèn)為,火的使用以及隨后烹飪的發(fā)明為我們的祖先提供了足夠的營養(yǎng),使我們的大腦袋祖先成為了主宰,而一種新的理論則指出了不同的火種:發(fā)酵。




飲食在大腦進(jìn)化中的作用

最近發(fā)表在《自然-通訊生物學(xué)》(Nature CommunicationsBiology)上的這項研究的作者之一艾琳-赫希特(Erin Hecht)說,了解我們的大腦是如何成長的關(guān)鍵很可能在于我們吃了什么以及如何吃。

人類進(jìn)化生物學(xué)助理教授說:"腦組織的新陳代謝非常昂貴,它需要大量的熱量來維持運轉(zhuǎn),而對于大多數(shù)動物來說,是否有足夠的能量來維持生存一直是個問題。因此,大腦殼的澳特羅皮斯人要想生存下來,它們的飲食必須有所改變。所提出的理論包括這些人類祖先所食用的食物發(fā)生了變化,或者,最流行的說法是,烹飪的發(fā)現(xiàn)使他們能夠從任何食物中獲取更多可用的卡路里。"

發(fā)酵假說示意圖。資料來源:Erin Hecht

但這一理論的問題在于,最早的證據(jù)表明,火的使用是在大約150萬年前,大大晚于類人猿大腦的發(fā)育。"我們祖先的顱容量在250萬年前開始增大,保守地說,在腦容量增大和烹飪技術(shù)可能出現(xiàn)之間,我們的時間線大約有100萬年的差距,"論文共同作者之一、現(xiàn)任法國艾克斯-馬賽大學(xué)語言、交流和大腦研究所研究員的凱瑟琳-布賴恩特(Katherine L. Bryant)解釋說。"無論他們的飲食發(fā)生了什么變化,都必須發(fā)生在大腦開始變大之前。其他一些飲食習(xí)慣的改變一定釋放了新陳代謝對大腦大小的限制,而發(fā)酵似乎可以滿足這一要求"。

在過去的幾年中,研究人員提出了其他看法,例如食用腐爛的肉類。在這篇新論文中,Hecht 和她的團(tuán)隊提出了一個不同的假設(shè):貯藏(或保存)的食物會發(fā)酵,這種"預(yù)先消化"的食物提供了一種更容易獲得的營養(yǎng)形式,為更大的大腦提供了燃料,使我們的大腦袋祖先能夠通過自然選擇生存和繁衍。



"這種轉(zhuǎn)變可能是個意外,不一定是有意為之,"Hecht 認(rèn)為。"這可能是儲藏食物的意外副作用。而且,隨著時間的推移,傳統(tǒng)或迷信可能導(dǎo)致了促進(jìn)發(fā)酵或使發(fā)酵更穩(wěn)定或更可靠的做法"。

人類的大腸在比例上小于其他靈長類動物,這一事實支持了這一假設(shè),表明人類適應(yīng)了已經(jīng)通過發(fā)酵的化學(xué)過程分解的食物。此外,從歐洲的葡萄酒和奶酪到亞洲的醬油和納豆,發(fā)酵食品遍布所有文化和所有食物類別。

赫希特建議,對大腦對發(fā)酵和非發(fā)酵食物的反應(yīng)進(jìn)行更多的研究可能會有所幫助,對嗅覺和味覺受體的研究也可能會有所幫助,或許可以利用古DNA。對于進(jìn)化生物學(xué)家來說,這些都是其他研究人員可以利用的肥沃領(lǐng)域。(赫希特的研究重點是"大腦回路是如何進(jìn)化以支持復(fù)雜行為的",他對活人和狗都進(jìn)行了研究)。

隨著研究的深入,布賴恩特認(rèn)為發(fā)酵食品有可能帶來廣泛的益處。她說:"這一假設(shè)也讓我們科學(xué)家有更多理由去探索發(fā)酵食品對人體健康和維持健康腸道微生物群的作用。近年來已經(jīng)有很多研究將腸道微生物組與身體健康和心理健康聯(lián)系在一起"。"



文章來源: cnBeta.COM

編譯來源:ScitechDaily



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